肖延勝
2014年,在各類型媒體的催化下,“APEC藍(lán)”成為比會(huì)議本身受到更多普通人關(guān)注、并不斷被使用的熱門詞匯。這顯示出,空氣質(zhì)量問題不再只是專家領(lǐng)域討論的議題,正在逐漸成為老百姓也關(guān)心并希望被解決的問題。企業(yè)和民眾在日常生產(chǎn)、生活中提高環(huán)保意識(shí),從自我做起,點(diǎn)滴積累是解決問題的一方面;另一方面,從全局的角度了解我國甚至整個(gè)地球大氣的現(xiàn)狀,用科學(xué)的方法針對性地提出整體解決方案是根本途徑。專業(yè)研究人員們不懈努力,正在從各個(gè)不同的角度來完善這套方案,他們中的一位是來自南京信息工程大學(xué)的蓋鑫磊教授。
南京青奧會(huì)的特別感謝
2008年北京奧運(yùn)會(huì)舉辦前夕,空氣質(zhì)量是外界的一個(gè)關(guān)注點(diǎn)。由此發(fā)端,大型國際會(huì)議籌辦過程中,保證藍(lán)天白云的出現(xiàn)成為其中的重要環(huán)節(jié),南京青年奧林匹克運(yùn)動(dòng)會(huì)(簡稱南京青奧會(huì))也不例外。2014年8月南京青奧會(huì)期間,空氣質(zhì)量全部達(dá)到二級標(biāo)準(zhǔn)(環(huán)境空氣功能區(qū)包括一類區(qū):自然保護(hù)區(qū)等,二類區(qū):居住區(qū)、商業(yè)交通居民混合區(qū)、文化區(qū)、工業(yè)區(qū)和農(nóng)村地區(qū);其中一類區(qū)執(zhí)行一級標(biāo)準(zhǔn),二類區(qū)執(zhí)行二級標(biāo)準(zhǔn)),圓滿實(shí)現(xiàn)“綠色青奧”的目標(biāo),主辦方兌現(xiàn)了賽前的承諾。
2014年6月才受聘于南京信息工程大學(xué)的蓋鑫磊也參與了這項(xiàng)工作。他主持使用黑碳-氣溶膠質(zhì)譜儀(該儀器是美國Aerodyne公司質(zhì)譜儀中最為先進(jìn)的一款,目前中國乃至亞洲地區(qū)投入使用的僅一臺(tái))參與了青奧會(huì)空氣質(zhì)量保障工作,為南京青奧會(huì)的綠色舉辦貢獻(xiàn)了一份力量。會(huì)后,蓋鑫磊所在的研究團(tuán)隊(duì)收到了南京青奧會(huì)環(huán)境保障與應(yīng)急指揮中心的特別感謝信。他還利用這臺(tái)儀器在南京地區(qū)開展了冬季觀測活動(dòng)。蓋鑫磊非常希望利用自己所學(xué),為我國灰霾形成研究及大氣污染的防治消除貢獻(xiàn)一份力量,南京青奧會(huì)上他邁出了第一步,這得益于他多年的學(xué)習(xí)和積累。
專業(yè)的養(yǎng)成
蓋鑫磊1999年考入北京科技大學(xué)冶金工程專業(yè),2005年免試獲提前攻讀博士學(xué)位的資格。其后師從世界知名冶金專家Seetharaman教授,和國家杰出青年獲得者王習(xí)東教授,得到北京科技大學(xué)和瑞典皇家工學(xué)院的聯(lián)合培養(yǎng)。讀博期間,他在中瑞兩國參與化學(xué)熱力學(xué)、化工清潔生產(chǎn)理論以及電化學(xué)冶金等多方面研究,取得多項(xiàng)突出成果,于2009年1月獲得北京科技大學(xué)物理化學(xué)專業(yè)工學(xué)博士學(xué)位,2009年6月獲得瑞典皇家工學(xué)院材料科學(xué)與工程的第二個(gè)博士學(xué)位。在此期間的學(xué)習(xí)和研究,蓋鑫磊的表現(xiàn)十分出色,他獲得了2008年國家留學(xué)基金委頒發(fā)的自費(fèi)留學(xué)生獎(jiǎng)金;2012年,他因博士期間電化學(xué)方法處理固體廢棄物、低品位礦的研究獲得了英國材料、礦物和采礦學(xué)會(huì)頒發(fā)的Mann Redmayne獎(jiǎng)?wù)隆?/p>
博士畢業(yè)后,蓋鑫磊赴美國加州大學(xué)戴維斯分??諝赓|(zhì)量研究中心,師從Anthony Wexler和Simon Clegg教授,從事博士后研究工作。他的研究方向也做了較大的調(diào)整,從材料和化工領(lǐng)域轉(zhuǎn)到了大氣環(huán)境與大氣化學(xué)領(lǐng)域,將應(yīng)用于濕法冶金及清潔化工方面的熱力學(xué)理論用于大氣細(xì)粒子(即PM2.5)的吸濕增長模擬及相關(guān)氣候影響的研究。
轉(zhuǎn)變過程中,蓋鑫磊的研究開始收獲成果。他在國際上首次系統(tǒng)總結(jié)了大氣有機(jī)胺的的排放源、轉(zhuǎn)化路徑、濃度水平、沉降通量及其對人體健康的影響,創(chuàng)建了大氣有機(jī)胺熱力學(xué)數(shù)據(jù)庫,對大氣胺類研究做出了突出貢獻(xiàn)。這項(xiàng)成果產(chǎn)生了廣泛的國際影響,從2011年發(fā)表至今已被他人引用200余次,其中包括世界知名學(xué)者在《自然》(Nature)、《科學(xué)》(Science),《美國科學(xué)院院報(bào)》(PNAS)、《化學(xué)綜述》(Chemical Review)等世界權(quán)威期刊上多次正面引用,并入選基本科學(xué)指標(biāo)數(shù)據(jù)庫(ESI)近十年高被引論文。
2011年起,蓋鑫磊師從加州大學(xué)戴維斯分校(UC Davis)環(huán)境毒理系張琦教授,研究方向又從氣溶膠理論模擬轉(zhuǎn)到氣溶膠檢測分析,主要專長于使用美國Aerodyne公司高分辨率飛行時(shí)間氣溶膠質(zhì)譜儀。該儀器是目前世界上唯一一類能夠?qū)Υ髿饧?xì)粒子濃度、成分和粒徑進(jìn)行同步在線快速分析的儀器,所得數(shù)據(jù)量巨大,儀器操作和數(shù)據(jù)解析都十分復(fù)雜。在美期間,他參與了多次空氣質(zhì)量觀測活動(dòng),對大氣細(xì)粒子污染特征、來源及形成機(jī)制進(jìn)行了細(xì)致研究,取得了多項(xiàng)創(chuàng)新性成果,部分成果被國內(nèi)科研機(jī)構(gòu)(如大氣物理所)借鑒,用于我國灰霾研究中(包括2013年1月重霾污染事件)。目前,他還擔(dān)任Environ. Sci. Techno.、J. Phys. Chem.、Atmos. Environ.、J. Aero. Sci.等二十余種國際期刊的審稿人,還曾受邀擔(dān)任美國NOAA基金外審專家,為美國氣溶膠學(xué)會(huì)(AAAR)、地球物理學(xué)會(huì)(AGU)會(huì)員。
空氣質(zhì)量問題是發(fā)展中的我國目前面臨的一大亟待解決的問題。2014年,學(xué)有所成并在該領(lǐng)域研究積累了豐富經(jīng)驗(yàn)的蓋鑫磊回到國內(nèi),受聘于南京信息工程大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院,成為江蘇省大氣環(huán)境監(jiān)測與污染控制高技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室及該校江蘇省“環(huán)境科學(xué)與工程”優(yōu)勢學(xué)科平臺(tái)引進(jìn)的學(xué)術(shù)帶頭人之一。
規(guī)劃未來
近年來一直從事環(huán)境化學(xué)、大氣化學(xué)和空氣質(zhì)量監(jiān)測研究的蓋鑫磊,依托南京信息工程大學(xué)提供的優(yōu)厚科研條件,把回國后的主要方向定位在大氣環(huán)境領(lǐng)域,緊跟國家需求,延續(xù)他在大氣細(xì)顆粒物外場觀測及形成演化機(jī)制、氣溶膠熱力學(xué)模擬兩方面的研究,主要包括:
1.利用SP-AMS及其他配套設(shè)備開展高水平的PM2.5觀測及相關(guān)大氣化學(xué)研究。南京信息工程大學(xué)為其順利開展科研提供了極大的便利和保障,購置了國內(nèi)首臺(tái)SP-AMS。他計(jì)劃利用這些高端設(shè)備,立足長三角地區(qū),每年進(jìn)行至少一次為期數(shù)周的外場觀測(如安排在霧霾多發(fā)期),力圖弄清該地區(qū)大氣致霾細(xì)粒子的成分、濃度、粒徑分布,來源及形成演化機(jī)制(主要為二次有機(jī)氣溶膠),遷移和變化規(guī)律(日均規(guī)律及成因),霾天非霾天區(qū)別及各自與氣象因子的聯(lián)系。與此同時(shí),還將在各地開展PM2.5的濾膜采集,霧水及雨雪樣品采集分析工作,以期更好地理解云霧過程與氣溶膠的交互作用,尤其是對二次氣溶膠形成及沉降的影響。還計(jì)劃利用SP-AMS以及其他多種分析化學(xué)手段,結(jié)合外場觀測數(shù)據(jù),對大氣中對于人體健康威脅特別巨大的有機(jī)氮的種類、來源及其形成演化機(jī)制進(jìn)行系統(tǒng)研究。
2.氣溶膠熱力學(xué)模型理論的完善和拓展,并結(jié)合外場觀測數(shù)據(jù)用于氣溶膠吸濕性研究。我國在利用熱力學(xué)理論進(jìn)行氣溶膠吸濕預(yù)測方面的研究還比較欠缺,而此類研究對于霧與霾疊加條件下污染的準(zhǔn)確預(yù)警和預(yù)報(bào)可能具備十分重要的意義。
在此理念下,蓋鑫磊計(jì)劃組建以大氣顆粒污染物檢測溯源(主要針對長三角地區(qū))及氣溶膠熱力學(xué)理論研究與應(yīng)用為特色的研究組,希望與國內(nèi)外同行交流合作,共同進(jìn)步,提升我國大氣環(huán)境和大氣化學(xué)的研究水平,其研究成果預(yù)期將為我國大氣污染治理提供重要的科學(xué)依據(jù)和數(shù)據(jù)支撐。他還計(jì)劃招收和培養(yǎng)多名研究生,在提升自身和南京信息工程大學(xué)科研實(shí)力的同時(shí),為我國空氣污染治理提供高端人才。
蓋鑫磊教授目前已獲得一項(xiàng)國家自然科學(xué)基金,還于2014年11月獲得“江蘇特聘教授”項(xiàng)目資助;2015年,蓋鑫磊教授入選中組部“青年千人計(jì)劃”。在研究藍(lán)天白云的路上,經(jīng)歷過風(fēng)雨的他,正在為國家的綠色發(fā)展盡自己的一份力。